西北大学油气地质力学课题组（NWU[RG]²）：

课题组主要研究超稠油油砂、海上砂岩油气藏、页岩油气、地热等资源在钻完井、储层改造及开发过程中的岩石力学、渗流力学、传热学等地质力学问题及其相关原理、方法、工艺与技术。课题组由一批有志青年组成，经费充足，产出较丰硕，氛围和洽，亦师亦友。欢迎地矿油类、力学类、数学类等专业的同学加入NWU[RG]²！

课题组负责教师简介：

高彦芳，男，山东昌乐人，中共党员，工学博士，副教授，研究生导师。2015年获中国石油大学（北京）石油工程专业学士学位，2020年获中国石油大学（北京）油气井工程专业博士学位（国家公派加拿大阿尔伯塔大学联合培养1年）。2021年入选陕西省科协青年人才托举计划。目前担任中国岩石力学与工程学会岩石力学测试专业委员会委员，西北大学科技园“低碳能源安全高效开发与利用技术研发”项目负责人，《石油科学通报》执行编委，《地质通报》、《西北大学学报（自然科学版）》、《钻采工艺》、《新疆石油地质》、《西安石油大学学报（自然科学版）》青年编委，20余本SCI及核心期刊审稿专家。主要从事与石油工程相关的岩石力学方向的教学与科研工作。近3年主持科研及教改项目10余项，获中国岩石力学与工程学会自然科学奖二等奖，发表论文50余篇（第一/通讯作者SCI论文17篇），授权/申请专利20余件，指导学生10余人。

✿教育经历：

2019.09-2020.09，阿尔伯塔大学，公派博士联合培养，石油工程，导师：Rick Chalaturnyk 教授

2015.09-2020.06，中国石油大学（北京），硕博连读，油气井工程，导师：陈勉 教授

2011.09-2015.06，中国石油大学（北京），本科，石油工程，导师：林伯韬 教授

✿工作经历：

2023.01-至今，西北大学地质学系，副教授、研究生导师

2020.11-2022.12，西北大学地质学系，讲师、研究生导师

✿教学经历：

本科生课程：《石油工程概论》、《油气田开发》、《油气田开发课程设计》、《新能源概论》、《地热学资源评价及开发利用》、《生产实习》

研究生课程：《油气井工程基本原理及科技进展》、《现代油气综合勘探开发技术与方法前沿》、《储层评价（双语）》、《二氧化碳封存与油气开发/应对气候变化与碳捕集、利用与封存》、《油气田开发理论研究动态》、《油气藏描述与数值模拟》、《盆地热演化史与地热资源评价/进展/开发技术》、《二氧化碳驱油与地质封存技术前沿和案例》、《石油天然气地质学研究进展》

✿科研/教改项目：

近3年：

海上砂岩岩石扩容增注实验，中海石油（中国）有限公司北京研究中心-横向，2023.08-2024.10，主持，结题

强非均质性超稠油储层注疏水性纳米流体快速均匀启动扩容机理研究，国家自然科学基金青年项目-纵向，2023.01-2025.12，主持，在研

储层水力压裂裂缝扩展分析，外协，2023.11-2024.03，主持，结题

压裂裂缝和纹层结构诱导页岩油储层渗流场与应力场耦合模拟技术研究，国家能源页岩油研发中心-横向，2022.12-2024.11，主持，在研

中低成熟度页岩油超临界CO₂微压裂扩容增渗-强化传热耦合机理，陕西省高校科协青年人才托举计划项目-纵向，2022.01-2023.12，主持，结题

干热岩储层组构特征及渗透性测试分析，外协，2022.03-2022.05，主持，结题

他源泄压型异常地层压力判识及随钻监测技术研究，中海石油（中国）有限公司海南分公司-横向，2021.11-2023.06，主持，结题

陆相含泥岩夹层油砂注二氧化碳饱和盐水基纳米流体微压裂扩容增渗-强化传热耦合机制研究，陕西省教育厅科研计划项目-纵向，2021.01-2022.12，主持，结题

基于新工科理念的油气井工程课程模块化教学改革研究，教育部产学合作协同育人项目，2024.10-2025.10，主持，在研

油气井工程基本原理及科技动态，西北大学研究生校企联合课程建设项目，2022.11-2023.11，主持，结题

深层页岩水平井体积压裂全生命周期虚拟仿真系统，西北大学虚拟仿真实验教学课程项目，2023.10-2025.10，主持，在研

✿指导学生获批科研项目：

页岩油储层渗流场-应力场耦合机理及数值模拟技术研究，西北大学研究生创新项目，2023，结题

纹层页岩水力压裂数值模拟技术与应用研究，西北大学地质学系本科生创新项目，2023，在研

✿学术论文：

Dengke Li, Shaowen Zhu, Yanchao Li, Shijie Shen, Zupeng Chen, Zhanli Ren, Yuxuan Zhou, Yanfang Gao^*. Prediction of heavy oil production based on geomechanical analysis in entire lifecycle of SAGD. Energy Science & Engineering, 2024, accepted.

Yanfang Gao^*, Zupeng Chen, Di Wang^*, Yanchao Li, Shijie Shen, Dengke Li, Xuelin Liang, Zhi Huang. Numerical simulation of seepage in shale oil reservoirs under hydraulic fracturing: From core-scale experiment to reservoir-scale modeling. Energies, 2024, 17(22): 5636.

Huan Chen^*, Yanfeng Cao, Jifei Yu, Yingwen Ma, Yanfang Gao^*, Shaowei Wu, Hui Yuan, Minghua Zou, Dengke Li, Xinjiang Yan, Jianlin Peng. Dilation potential analysis of low-permeability sandstone reservoir under water injection in the West Oilfield of the South China Sea. Processes, 2024, 12(9): 2015.

Shuaiwei Ding^*, Yuanduo Li, Meng Zhang, Chuan Xu, Shuoliang Wang, Yanfang Gao, Hongyan Yu, Yi Du, Jinfeng Ma. Holistic review on CO₂ geological storage potential evaluation. Energy & Fuels, 2024, 38(21): 19946-19965.

Shaowei Wu^*, Hui Yuan, Huan Chen, Xiao Chen, Yanfeng Cao, Wentao Lao, Yanfang Gao^*, Dengke Li. Experimental and numerical investigations on low-permeability sandstone under water injection-induced dilation in the west oilfield of the South China Sea. Processes, 2024, 12(11): 2393.

Shijie Shen, Yanfang Gao^*, Lichun Jia. A comparison of the relationship between dynamic and static rock mechanical parameters. Applied Sciences, 2024, 14(11): 4487.

Yanchao Li, Yanfang Gao^*, Shijie Shen, Dengke Li, Zupeng Chen, Xuelin Liang. Prediction of formation pressure relief by using neural network. 2024, DOI: 10.56952/ARMA-2024-0331.

高彦芳^*, 任战利, 姜海龙, 丁帅伟. 考虑剪胀性和应变软化的油砂非线性弹性模型. 地下空间与工程学报, 2023, 19(01): 43-50.

Gaolong Liao^*, Shusheng Guo, Chao Wang, Yuan Shen, Yanfang Gao^*. Pressure relief-type overpressure distribution prediction model based on seepage and stress coupling. Processes, 2023, 11(2): 480.

Dengke Li, Yanfang Gao^*, Zupeng Chen, Yanchao Li, Shijie Shen. Prediction of heavy oil production based on geomechanical analysis of coupled thermo-hydro-mechanical process. 2023, DOI: 10.56952/ARMA-2023-0622.

Shijie Shen, Yanfang Gao^*, Yanchao Li, Zupeng Chen, Dengke Li. Relation of permeability to water and volumetric strain under isotropic cyclic loading for terrestrial oil sands in China, Xinjiang. 2023, DOI: 10.56952/ARMA-2023-0639.

Zupeng Chen, Yanfang Gao^*, Yanchao Li, Shijie Shen, Dengke Li. Numerical simulation of hydraulic fracturing process of shale in Jiyang depression layer. 2023, DOI: 10.56952/ARMA-2023-0630.

Yanfang Gao^*, Zhanli Ren, Mian Chen, Hailong Jiang, Shuaiwei Ding. Coupled geomechanical-thermal simulation for oil sand reservoirs with shale barriers under hot water injection in vertical well-assisted SAGD wells. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2022, 208: 109644.

Yanfang Gao^*, Xiaoyang Wang, Hailong Jiang, Shuaiwei Ding. Numerically coupled thermo-hydro-mechanical analyses of ultra-heavy oil reservoirs during the micro-fracturing stage. Energies, 2022, 15(10): 3677.

Shuaiwei Ding, Fenggang Wen, Ning Wang, Yuelei Zhang, Ranran Lu, Yanfang Gao, Hongyan Yu. Multi-objective optimization of CO₂ enhanced oil recovery and storage processes in low permeability reservoirs. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2022, 121: 103802. 

于红岩, 丁帅伟, 高彦芳, 孟昆, 陈斯斯. 人工智能在提高油气田勘探开发效果中的应用. 西北大学学报(自然科学版), 2022, 52(06): 1086-1099.

任战利, 崔军平, 祁凯, 杨鹏, 刘新社, 张才利, 杨桂林, 高彦芳, 张莹, 邢光远. 叠合盆地深层、超深层热演化史恢复理论及方法研究新进展. 西北大学学报(自然科学版), 2022, 52(06): 910-929.

丁帅伟, 席怡, 刘骞, 张蒙, 纪林林, 于红岩, 高彦芳. 基于粒子群算法的低渗油藏CO₂驱油与封存自动优化. 中国石油大学学报(自然科学版), 2022, 46(04): 109-115.

Yanfang Gao^*, Mian Chen, Hailong Jiang. Influence of unconnected pores on effective stress in porous geomaterials: Theory and case study in unconventional oil and gas reservoirs. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2021, 88: 103787. 

Qixing Zhang, Bing Hou, Botao Lin, Xing Liu, Yanfang Gao. Integration of discrete fracture reconstruction and dual porosity/dual permeability models for gas production analysis in a deformable fractured shale reservoir. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2021, 93: 104028.

高彦芳, 任战利, 丁帅伟, 陈勉, 金衍. 非常规油气开采过程中的可相变多孔介质物理模型研究及参数识别. 石油钻采工艺, 2021, 43(05): 632-641.

庞惠文, 金衍, 高彦芳, 王琪琪. 风城油田齐古组油砂细观结构和渗流特征. 新疆石油地质, 2021, 42(04): 487-494.

高彦芳, 王晓阳, 任战利, 陈勉, 姜海龙. 克拉玛依陆相油砂注水过程中的剪胀诱导渗透率模型. 石油钻采工艺, 2021, 43(02): 244-249.

Yanfang Gao, Mian Chen. Influence of temperature-viscosity behaviors of Karamay oil sand bitumen on the geomechanics in the SAGD process. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 2021, 11(2): 747-767.

Jiaxin Lv, Bing Hou, Jian Min, Yanfang Gao, Zhuang Cui. Three-dimensional in-situ stress modeling of heterogeneous reservoirs with local faults. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, 861: 032071. 

Yanfang Gao, Mian Chen. Investigation on liquidity of oil sand bitumen under reservoir temperatures and pressures. 55th U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, Virtual, June 2021, ARMA-2021-1919. 

Yanfang Gao, Mian Chen. Evaluation of thermal stimulation in hydrate reservoirs under hot-water cyclic injection. Arabian Journal of Geosciences, 2020, 13: 449. 

Yanfang Gao, Mian Chen^*. Numerical modeling on thermoelastoplastic responses of Karamay oil sand reservoir upon steam circulation considering phase change of bitumen. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2020, 187: 106745. 

Yanfang Gao, Mian Chen^*, Huiwen Pang. Experimental investigations on elastoplastic deformation and permeability evolution of terrestrial Karamay oil sands at high temperatures and pressures. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2020, 190: 107124. 

Gang Chen, Mian Chen^*, Guobin Hong, Yunhu Lu^*, Bo Zhou, Yanfang Gao. A new method of lithology classification based on convolutional neural network algorithm by utilizing drilling string vibration data. Energies, 2020, 13(4): 888.

Yanfang Gao, Mian Chen, Weichang Li. Coupled 3D thermo-hydro-mechanical-chemical analysis of Karamay oil sand reservoirs under hot water injection in SAGD wells considering formation heterogeneity. 54th U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, physical event cancelled, June 2020, ARMA-2020-1511.

Yanfang Gao, Mian Chen, Haoyu Dou. Coupled geomechanical-thermal simulation under water injection in oil sand reservoirs considering an assisted vertical well. 54th U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, physical event cancelled, June 2020, ARMA-2020-1521.

Yanfang Gao, Mian Chen^*, Botao Lin, Yan Jin. An analytical model of hydraulic dilation area for Karamay oil sand reservoir under water injection in SAGD wells. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, 179: 1090-1101. 

Yanfang Gao, Mian Chen^*, Botao Lin, Yan Jin. Modeling of reservoir temperature upon preheating in SAGD wells considering phase change of bitumen. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2019, 144: 118650.

Yanfang Gao, Huiwen Pang, Yan Jin^*, Mian Chen. Evaluation of shear dilation capability/potential and permeability changes in Karamay oil sands under water injection. Geofluids, 2019, 7245081.

Huiwen Pang, Yan Jin^*, Yanfang Gao^*. Evaluation of elastic property changes in Karamay oil sand reservoir during thermal stimulation. Energy Science & Engineering, 2019, 7(4): 1233-1253.

高彦芳, 陈勉^*, 林伯韬, 金衍. 多相非饱和多重孔隙介质的有效应力定律. 工程力学. 2019, 36(1): 32-43.

Huiwen Pang, Yan Jin, Jingnan Dong, Yanfang Gao, Hanqing Wang, Zhenyu Wang. Segmentation methods for X-ray computer tomography images of oil sands.  5th ISRM Young Scholars' Symposium on Rock Mechanics and International Symposium on Rock Engineering for Innovative Future, Okinawa, Japan, December 2019, ISRM-YSRM-2019-166.

Huiwen Pang, Yan Jin, Jingnan Dong, Yanfang Gao, Shiyong Wang, Jiancheng Guo. Deformation visualization in oil sand under water injection by using continuous photographic and DIC technique. 14th ISRM Congress, Foz do Iguaçu, Brazil, September 2019, ISRM-14CONGRESS-2019-411.

Yanfang Gao, Mian Chen, Bing Hou, Botao Lin, Kunpeng Zhang, Huiwen Pang, Wenzhi Wang. Modeling of in situ stresses in a shale gas reservoir embedded with finite fault networks considering formation heterogeneity. 53rd U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, New York City, New York, June 2019, ARMA-2019-0467.

Yanfang Gao, Mian Chen, Huiwen Pang, Wenzhi Wang. Prediction of temperature and time-dependent nonlinear elastic properties of oil sand under thermal stimulation. 53rd U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, New York City, New York, June 2019, ARMA-2019-2138.

高彦芳, 陈勉^*, 林伯韬, 金衍, 陈森, 于会永. 温度对油砂力学性质的影响规律研究. 岩石力学与工程学报. 2018, 37(11): 2520-2535.

高彦芳, 陈勉^*, 林伯韬, 金衍. SAGD井挤液扩容水力波及范围模型. 新疆石油地质. 2018, 39(2): 202-208.

程志林, 隋微波, 宁正福, 高彦芳, 侯亚南, 常春晖, 李俊键. 数字岩芯微观结构特征及其对岩石力学性能的影响研究. 岩石力学与工程学报, 2018, 37(02): 449-460.

Yanfang Gao, Mian Chen, Botao Lin, Yan Jin, Xing Liu, Hao Wen. Modeling of reservoir deformation upon preheating in SAGD wells considering phase change of bitumen. 52nd U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, Seattle, Washington, June 2018, ARMA-2018-031.

Hao Wen, Yan Jin, Tao Wang, Shiming Wei, Yanfang Gao. Poroelastodynamic solution for an incline borehole subjected to non-hydrostatic stress field.  52nd U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, Seattle, Washington, June 2018, ARMA-2018-274.

高彦芳, 陈勉^*, 林伯韬, 金衍, 庞惠文. 稠油油藏SAGD微压裂阶段储层压缩系数研究——以新疆风城陆相储层重1区齐古组为例. 石油科学通报, 2017, 2(02): 240-250.

Yanfang Gao, Mian Chen, Botao Lin, Yan Jin. Experimental investigation on compressibility of Karamay oil sands under water injection. 51st U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, San Francisco, California, USA, June 2017, ARMA-2017-0597.

Huiwen Pang, Yan Jin, Botao Lin, Yanfang Gao, Jingnan Dong, Meng Fan, Zhao Fei. Mesostructure change in land facies Karamay oil sand reservoirs under water injection. 51st U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, San Francisco, California, USA, June 2017, ARMA-2017-0338.

Meng Fan, Yan Jin, Bing Hou, Tao Wang, Yanfang Gao, Qinglin Shan. Influence of shale creep behavior on the closure of non-propped fractures in shale gas reservoirs. 51st U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, San Francisco, California, USA, June 2017, ARMA-2017-0285.

✿发明专利：

高彦芳, 任战利, 崔军平, 丁帅伟. 利用弱酸和纳米颗粒增加油页岩裂缝壁面对流换热的方法[P]. 专利号: ZL202111506233.5, 2024. (授权)

高彦芳, 申世杰, 李登科, 李延超, 陈祖鹏, 任战利, 崔军平, 丁帅伟. 一种基于SAGD全生命周期内地质力学作用的储层改造方法[P]. 专利号: ZL202310062983.0, 2024. (授权)

高彦芳, 任战利, 崔军平. 一种通过挤入饱和CO₂盐水改善油砂储层渗透率的方法[P]. 专利号: ZL202110724704.3, 2023. (授权)

高彦芳, 任战利, 崔军平. 一种利用纳米流体改善油砂储层传热能力的方法[P]. 专利号: ZL202110725636.2, 2022. (授权)

高彦芳, 任战利, 崔军平, 丁帅伟. 一种高黏超稠油取样装置[P]. 专利号: ZL202123094542.4, 2022. (授权)

陈森, 林伯韬, 潘竟军, 张磊, 金衍, 游红娟, 蒲丽萍, 黄勇, 高彦芳, 何小东. 水力波及半径的获得方法[P]. 专利号: ZL201611089705.0, 2021. (授权)

林伯韬, 高彦芳, 金衍, 王琪琪, 侯冰, 卢运虎. 直井辅助SAGD井改造含泥质夹层稠油储层的方法[P]. 专利号: ZL201810045139.6, 2020. (授权)

林伯韬, 高彦芳, 金衍, 陈勉, 侯冰. 原油及石油产品在不同压力下倾点的测量装置及其方法[P]. 专利号: ZL201710597372.0, 2020. (授权)

林伯韬, 高彦芳, 金衍, 侯冰, 卢运虎. 岩芯纵横向介电参数的测量装置及其测量方法[P]. 专利号: ZL201610534907.5, 2019. (授权)

林伯韬, 高彦芳, 金衍, 庞惠文. 一种油砂岩芯的取芯装置[P]. 专利号: ZL201510526632.6, 2017. (授权)

林伯韬, 高彦芳, 金衍, 庞惠文. 一种油砂岩芯的取芯方法[P]. 专利号: ZL201510526694.7, 2017. (授权)

高彦芳, 李登科, 申世杰, 李延超, 陈祖鹏, 任战利, 崔军平, 丁帅伟. 一种采用环氧树脂胶结砂岩模拟油砂样品的方法[P]. 专利号: ZL202310038732.9, 2023. (实审)

高彦芳, 陈祖鹏, 李延超, 李登科, 申世杰, 任战利, 崔军平, 丁帅伟. 基于应力应变曲线和矿物组成估计岩石Biot系数的方法[P]. 专利号: ZL202310057425.5, 2023. (实审)

高彦芳, 李延超, 李登科, 申世杰, 陈祖鹏, 任战利, 崔军平, 丁帅伟. 一种基于扫描电镜图像评价疏松多孔介质剪胀潜力的方法[P]. 专利号: ZL202310845669.X, 2023. (实审)

申世杰, 高彦芳, 陈祖鹏, 李延超, 李登科, 任战利, 崔军平, 丁帅伟. 一种通过油砂针入度试验反演油砂岩石力学参数的方法[P]. 专利号: ZL202310880601.5, 2023. (实审)

高彦芳, 申世杰, 李延超, 陈祖鹏, 李登科, 梁学林, 周雨轩. 一种通过井下标贯击数反演地层动态岩石力学参数的方法[P]. 专利号: ZL202310880412.8, 2023. (实审)

丁帅伟, 刘骞, 黄雷, 李远铎, 张蒙, 纪林林, 于红岩, 高彦芳. 一种致密油藏二氧化碳吞吐快速优化设计方法[P]. 专利号: ZL202311119447.6, 2023. (实审)

✿科研获奖：

陆相超稠油储层扩容-相变力学行为与增产调控方法，中国岩石力学与工程学会自然科学奖二等奖（排名3），2024.10.

可相变油气储层扩容-增渗-强化传热耦合力学理论与增产调控方法，石油工程岩石力学最佳科技进展提名（排名1）, 2022.07.

基于地质工程一体化的非常规油气储层微改造理论与关键技术研究及应用，石油工程岩石力学十大科技进展提名（排名2）, 2021.07.

温度对油砂力学性质的影响规律研究，中国岩石力学与工程学术年会大会优秀论文（排名1）, 2018.12.

✿学术兼职：

中国岩石力学与工程学会岩石力学测试专业委员会委员

西北大学科技园“低碳能源安全高效开发与利用技术研发”项目负责人

国家自然科学基金项目通讯评审专家

全国研究生教育评估监测专家库专家

中国知网CNKI评审专家库专家

期刊执行编委：《石油科学通报》

期刊青年编委：《西北大学学报(自然科学版》、《地质通报》、《钻采工艺》、《新疆石油地质》、《西安石油大学学报(自然科学版)》

学会会员：SPE、ARMA、中国岩石力学与工程学会

期刊审稿人：Gas Science and Engineering、Energy Conversion and Management、International Journal of Energy Research、Measurement、Journal of Thermal Stresses、Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers、Petroleum Science and Technology、Applied Sciences、Processes、Geosciences、Applied Engineering、Machine Design、Minerals、Energies、Sustainability、Annals of Mathematics and Physics、Rock Mechanics Bulletin、The Open Civil Engineering Journal、Fuels、Frontiers in Earth Science、Recent Patents on Engineering、Geofluids、Frontiers in Energy Research、Natural Gas Industry B、The Open Chemical Engineering Journal、Fluid Dynamics & Materials Processing等